型客车液压助力转向系统的设计匹配解读

设计・计算・研究

２００９年第２期客车技术与研究

大中型客车液压助力转向系统的设计匹配

于志强。李晶

（郑州宇通客车股份有限公司，郑州

４５００１６）

摘要：通过分析液压式助力转向系统的组成及原理，阐述转向系统部件的参数特性对液压助力转向系统的影响，并提出设计中的注意事项。

关键词：大中型客车；液压式助力转向系统；转向器；转向油泵；压力；流量中图分类号：ｕ４６３．４

文献标志码：Ｂ

文章编号：１００６—３３３１（２００９）０２一００２３—０３

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大中型客车一般都有载荷重、车速高的特点，传统的机械式转向系统满足不了要求，所以普遍采用液压助力系统来实现转向轻便及稳定性能。

１

力转向器。该种转向器的最大特点是采用转阀结构，贯通结构的转向螺杆和齿条活塞，扭杆作为复位弹性元件，并设有行程限位机构，内设限压阀。当系统压力超过转向器设定压力，限压阀打开泄荷，能有效保

液压助力转向系统的组成及工作原理

如图１所示，液压式助力转向系统由转向油罐、转

护转向器内部元件，延长液压系统的使用寿命。

转向器设定的主要参数有：传动比ｆ、最大输出扭矩ｒ、最大压力Ｐ、流量Ｑ、转向垂臂行程、方向盘转动圈数等。选用转向器最大输出扭矩时，可用以下公式进行估算：

向油泵、动力转向器和转向管路等部件组成。当驾驶员转动方向盘时，发动机驱动油泵将来自转向油灌的低压油变成高压油，经转向管路进入动力转向器中，推动动力转向器活塞，螺杆与扇齿将活塞运动转化为输出轴的旋转运动，从而实现液压转向助力。

胁＝【／（Ｇ。３，Ｐ）ｍ】３式中胁为在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力

矩，Ｎ・—姗；．厂为轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取

０．７；Ｇ，为转向轴负荷，Ｎ；Ｐ为轮胎气压，ＭＰａ。

转向器最大输出扭矩隧取时，要满足ｒ≥Ｍｒ，一

般取ｒ＝１．２５Ｍｒ，这样可以较好发挥转向器的效率，并保持液压系统有一个良好的工作工况。

表ｌ是宇通某１２ｍ大型旅游客车所选用的转向器参数（转向器行程的初始及两端三种状态时参数）。

表１某转向器参数

方向盘罔数

＋２．４

＋４７。

０

—２．４

一４７０

①一转向油罐；②一转向油泵；③一转向管路；④一动力转向器

转向垂臂行程

００１７：ｌ４９５４

１３

图ｌ液压助力转向系统的组成

１．１

速比

最大压力下输出扭矩，Ｎ・ｍ最大１＝作压力，ＭＰａ流量，ｄｍ７｜Ｉｌｉｎ

２０：ｌ

＋５

２０：ｌ—５８２９

转向器

液压式动力转向器主要有循环球动力转向器和齿

８２９

轮齿条式动力转向器。大中型客车主要选用循环球动

１６

万方数据

客车技术与研究２００９年第２期

选择转向器时，首先考虑转向器的最大输出扭矩要满足整车要求，还要综合考虑转向系统整体布置形式、悬架特性（前悬架的后倾角、前束等）对转向器的影响、内轮最大转角需要的垂臂行程、方向盘圈数等因素。１．２转向油泵

液压式助力转向系统可采用的转向油泵类型很多，如齿轮泵、叶片泵、柱塞泵，现采用最多的是叶片泵，因为：

１）叶片泵Ｔ作压力高，可达１３—１５ＭＰａ，符合现大型客车转向器匹配的需要。ＺＦ的叶片式转向油泵最大压力可以达到１７～１８

ＭＰａ。

２）叶片泵体积小，结构紧凑，发动机更容易布置，方便安装。

３）叶片泵流量好调整，容易系列化。

４）叶片泵在不工作时，叶片无离心力作用，与定子内表面有间隙，形成油液回路，使油缸两腔自然相通，从而不必再单独设计小循环回路。

转向油泵的压力、流量根据转向器需求及液压式助力转向系统需求设定，在本文２．２中作详细介绍。１．３转向管路

液压式助力转向系统的管路一般由转向进油（高压）管、转向回油（低压）管、油泵进出油管及管接头组成。管件一般采用钢管或橡胶软管，无论是哪种，都要满足液压系统的压力要求，并且管路的内径也要满足流量的需要。

２液压助力系统的匹配

２．１

压力选择

液压式动力转向器的特性参数中重要参数之一就

是压力，因为压力与转向器的输出扭矩有直接关系。转向器的输出扭矩公式为

Ｍ＝ＪＰ（＆一Ｓ）耶

（１）

式中肘是动力转向器的输出扭矩，Ｎ・ｍ；户是油泵

的最大工作压力，ＭＰａ；ｓ提油缸：【作面积，ｍ２；ｓ，是螺杆外径所占面积，ｍ２；Ｒ晨扇形齿分度圆半径，ｍ。

若动力转向器的缸径、螺杆等参数保持不变，则肘与尸成正比，即转向泵的压力越大，转向器输出的扭矩越大。动力转向器会标定一个最大压力，转向器在

——２４

最大压力下输出的扭矩为ｒ（此时对应的转向器扭矩最

万